Sublimiranje ili isparavanje
Sublimacija je vrsta promjene faze iz čvrstog stanja u plinovito stanje, bez međutečne faze. Ovo je isti proces kako se suhi led pretvara u paru, a da ne postane tečnost. Materijal brzo upija energiju u kojoj nema šanse da dođe do topljenja. Isti princip se primjenjuje i na lasersko rezanje, pri čemu se velika količina energije unosi u materijal u relativno kratkom vremenu što uzrokuje direktnu faznu promjenu materijala iz čvrstog u plinovito stanje, uz što manje topljenja.
Rez počinje stvaranjem početne ključaonice ili ureza. U utoru postoji veća sposobnost upijanja što uzrokuje da materijal brže isparava. Ovo iznenadno isparavanje stvara paru materijala pod visokim pritiskom koja dalje erodira zidove utora dok izbacuje materijale iz reza. Ovo produbljuje i povećava napravljenu rupu ili rez.
Ovaj proces je prikladan za rezanje plastike, tekstila, drveta, papira i pjene, za koje je potrebna samo mala količina energije da bi se isparila.
Topljenje
U poređenju sa sublimacijom, za topljenje je potrebno manje energije. Potrebna energija je otprilike desetina sublimiranih laserskih rezova. U ovom procesu, laserski snop zagrijava materijal, što uzrokuje njegovo topljenje. Kako se materijal topi, mlaz plina iz koaksijalne mlaznice sa laserskim snopom izbacuje materijal iz reza. Pomoćni gasovi koji se koriste su inertni ili nereagujući (npr. helijum, argon i azot), koji samo pomažu pri rezanju mehaničkim sredstvima.
Zbog niske energetske potrebe koristi se za rezanje neoksidirajućih ili aktivnih metala kao što su nerđajući čelik, titanijum i legure aluminijuma.
Reaktivno lasersko rezanje
U ovom procesu, reaktivni plin se koristi za stvaranje više topline reakcijom s materijalom. Proces počinje topljenjem materijala laserskim snopom. Kako se materijal topi, mlaz gasa kiseonika izlazi iz koaksijalne mlaznice, reagujući sa rastopljenim metalom. Reakcija između metala i kisika je egzotermni proces koji znači da se toplina oslobađa. Ova toplota pomaže u topljenju materijala, što je oko 60% ukupne energije potrebne za rezanje materijala. Oksidi rastaljenog metala se izbacuju pod pritiskom mlaza kiseonika.
Osim što je potrebna niža energija laserskog snopa, brzine rezanja pomoću reaktivnih plinova su veće od laserskog rezanja inertnim plinovima. Međutim, budući da se ovaj proces oslanja na kemijsku reakciju, rastopljeni metalni oksid koji nije izbačen mlazom kisika formira se duž ruba reza. Ovo proizvodi rezove niske kvalitete nego korištenjem inertnih plinova.
Ovaj proces se koristi za rezanje debelih ugljičnih čelika, čelika od titana i drugih lako oksidiranih metala.
Termički stres fraktura
Ovaj proces uključuje uvođenje malog ureza na dubini od oko jedne trećine debljine materijala pomoću lasera. Laser se tada koristi za induciranje lokaliziranih naprezanja. To se postiže zagrijavanjem male točke koja stvara tlačne sile oko njega. Nakon prolaska laserskog snopa, područje se lagano hladi, stvarajući termička naprezanja. U nekim dizajnima, rashladne tečnosti se koriste da pomognu u stvaranju toplotnog naprezanja. Kada ova inducirana naprezanja dostignu nivoe loma, nastaje pukotina koja uzrokuje odvajanje.
Kretanje laserskog zraka usmjerava ovo razdvajanje na kontroliran način. Ova metoda obično zahtijeva manje energije od laserskog isparavanja uz bolje brzine rezanja. Lokalizirano grijanje se obično izvodi ispod temperature staklastog prijelaza.
CO₂ laseri se naširoko koriste za ovu primjenu jer je infracrveno svjetlo s talasnom dužinom od 10,6 µm idealno za rezanje većine nemetala. Međutim, ne mogu se svi materijali rezati jednom vrstom lasera jer različiti materijali apsorbiraju svjetlost na različitim valnim dužinama. Prijelomi toplinskog naprezanja se široko koriste za rezanje krhkih materijala kao što su keramika i staklo.
Još jedna novija metoda koja koristi principe termičkog loma je Stealth Dicing. Ovo je tehnologija laserskog rezanja originalno razvijena od strane Hamamatsu Photonics koja se koristi u rezanju poluvodičkih pločica i dijelova mikroelektromehaničkih sistema ili MEMS-a. Kod ovog tipa rezanja, početni urez se stvara na unutrašnjoj tački unutar materijala. Stealth kockice je proces suhog rezanja u kojem je rez čist bez rastopljenih naslaga.